CN109354463A - 一种抗渗抗冻c30混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗渗抗冻C30混凝土及其制备方法。抗渗抗冻C30混凝土包括以下组分：水泥、粉煤灰、外加剂、砂子、碎石、水、膨胀剂、防冻剂；膨胀剂包括以下组分：石膏、氧化钙、硬脂酸钙、硫铝酸钙、松香、乙醇、丙烯酸乳液、聚乙烯纤维、荷叶疏水剂；防冻剂包括以下组分：甘油、橡胶粉、明矾石粉、木质素磺酸钙、硫酸钠、乙二醇、水、碳酸钠溶液；其制备方法包括以下步骤：第一拌合物制备；第二拌合物制备；成品制备。本发明的抗渗抗冻C30混凝土具有抗渗性能和抗冻性能好且强度等级达C30级的优点。

Description

一种抗渗抗冻C30混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种抗渗抗冻C30混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土，简称为“砼”：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。

现有技术中，申请号为CN201610580759.0的中国发明专利申请文件，其公开了一种C30再生骨料混凝土及其制备方法，所述C30再生骨料混凝土每立方混凝土中各材料用量如下：水泥110～220kg，再生微粉水泥混合材30～120kg，再生微粉30～90kg，粉煤灰110～220kg，机制砂490～595kg，再生细骨料105～210kg，再生粗骨料200～360kg，碎石440～600kg，水180～190kg，外加剂5.8～7.4g，所述的再生微粉水泥混合材由以下质量比的各组分组成：活性建筑垃圾粉:CaCl₂:脱硫石膏:水泥熟料为2～8:0.21～2.1:0.1～1:15～21。

现有这种C30再生骨料混凝土在满足混凝土使用性能、耐久性能的前提下，最大化地废物利用，节约资源，保护环境，但是在防水工程中，由于环境及施工条件的要求，经常采用混凝土结构防水，防水混凝土不仅有强度要求，而且有抗渗要求，而且在冬季气温较低的地区的工程项目，有抗渗要求的混凝土往往也有抗冻要求，因此制备一种抗渗抗冻C30混凝土是需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种抗渗抗冻C30混凝土，其具有良好的抗渗性和抗冻性，且强度达到C30等级的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，其具有操作简单方便，制备出的混凝土具有抗渗和抗冻性能好，且强度高的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种抗渗抗冻C30混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：300-380份水泥、40-55份粉煤灰、6.2-6.8份外加剂、710-750份砂子、1060-1100份碎石、140-190份水、1-5份膨胀剂、1-3份防冻剂；

所述膨胀剂包括以下重量份的组分：10-15份石膏、5-10份氧化钙、1-5份硬脂酸钙、5-10份硫铝酸钙、20-30份松香、50-80份乙醇、10-15份丙烯酸乳液、1-5份聚乙烯纤维、5-10份荷叶疏水剂；

所述防冻剂包括以下重量份的组分：15-20份甘油、10-15份橡胶粉、5-10份明矾石粉、1-5份木质素磺酸钙、5-10份硫酸钠、10-15份乙二醇、50-100份水、1-5份质量分数为5-10％的碳酸钠溶液。

通过采用上述技术方案，由于采用合适的水灰比和砂率，使得骨料的总表面积及空隙率适宜，防止混凝土振捣不密实，影响混凝土的抗渗性能和抗冻性能，膨胀剂能够使混凝土具有微膨胀自应力，抵消由于混凝土干缩、低温等引起的自应力，从而提高混凝土的抗渗和抗裂性能，达到了结构的自防水目的，并且提高混凝土的整体性和耐久性，防冻剂能够降低游离水的冰点，减少混凝土内部水分的成冰率，使较多的液态水供水泥水化，并且改变冰的结构，使冰晶变得疏松且成立体网状结构，因此降低冰晶对混凝土结构的破坏作用。

进一步地，所述膨胀剂由以下方法制备而成：(1)将氧化钙和石膏加热至1300-1500℃，混合均匀，加入硬脂酸钙、硫铝酸钙和聚乙烯纤维进行粉磨，研磨至粒径为0.1-0.2mm；(2)将乙醇加热至50-60℃，将松香加入到乙醇中，搅拌，使松香溶解，将溶解的松香、丙烯酸乳液和荷叶疏水剂加入到步骤(1)所得物中，混合均匀后烘干，研磨成粉0.05-0.08mm。

通过采用上述技术方案，将氧化钙和石膏熔融后，能够包覆在硬脂酸钙、硫酸铝钙和聚乙烯纤维的表面，并形成一层憎水层，再将松香、丙烯酸乳液和荷叶疏水剂包裹在憎水层的表面，形成一层有机膜，提高膨胀剂的膨胀率，从而抵消混凝土因温度引起的自应力，提高混凝土的耐冻性能，其中乙醇能够降低水的冰点，聚丙烯纤维能够分布在混凝土内部，大幅度提高混凝土的强度和抗折性能，且当混凝土在低温环境中，纤维起到拉伸作用，对混凝土有一定的抗冻融效果，提高混凝土的抗冻性能，丙烯酸乳液和荷叶疏水剂包裹在硬脂酸钙等膨胀率的表面，丙烯酸乳液和荷叶疏水剂具有疏水性能，能够阻止水分进入混凝土内部，不仅能够提高混凝土的抗渗性能，还能提高混凝土的抗冻性能。

进一步地，所述防冻剂由以下方法制备而成：(1)将水加热至60-80℃，然后在搅拌的状态下，依次加入甘油和橡胶粉，混合均匀，得到混合体系A；

(2)将混合体系A的温度降至35-50℃，在搅拌的条件下加入木质素磺酸钙、硫酸钠和明矾石粉，混合均匀后，放入烘箱中在70-80℃下烘干30-50min，得到混合体系B；

(3)在混合体系B中加入乙二醇，研磨20-30min，加入碳酸钠溶液，混合均匀。

通过采用上述技术方案，甘油能够显著降低水的冰点，橡胶粉具是高分子弹性体，掺和在混凝土中能够缓解静水压力，改善混凝土的抗冻性，木质素磺酸钙不仅具有减水作用，还有引气作用，使混凝土内部产生大量微小的气泡，降低混凝土内部摩擦阻力，提高混凝土的和易性、流动性，与明矾石粉配合，能够切断毛细管通路，降低毛细管作用，提高混凝土的抗渗性能，产生的微气孔在冰冻过程中能释放毛细管内的冰晶膨胀应力，提高混凝土的抗冻性能，明矾石粉、砂子、煤灰粉配合使用，利用各组分粒径的不同，在混凝土胶凝材料中实现填充，减小各组分颗粒之间的空隙，从而减小混凝土总孔隙率，改善孔结构，使混凝土更加密实，显著提高了混凝土的抗渗性、抗腐蚀性和强度。

进一步地，所述外加剂包括250-300份聚羧酸减水剂、15-25份葡萄糖酸钠、0.08-0.12份引气剂、0.1-0.5份消泡剂、0.13-0.18份防水剂。

通过采用上述技术方案，聚羧酸减水剂可减少混凝土中的水泥用量，降低由水泥水化热引起混凝土内部温度升高的峰值和推迟出现峰值的时间，当混凝土降温冷缩开始时，其抗拉强度已经增长到足以抵抗混凝土收缩应力的程度，从而可以消除裂缝的产生，葡萄糖酸钠能够增加混凝土的可塑性和强度，引气剂引入的微小气孔，在混凝土浆体中形成彼此分离的孔隙，不会形成连通的透水孔道，防止降低混凝土的抗渗性能，这些互不连通的气孔在混凝土受冻初期能够使毛细孔中的静水压力减小，即起到减压的作用，阻止或抑制混凝土中微小冰体的生成，消泡剂能够消除在拌和过程中偶然截留的空气，防止混凝土内部存留较大气泡，降低混凝土的抗压强度。

进一步地，所述引气剂为松香树脂、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠中的一种或几种的混合物。

通过采用上述技术方案，松香树脂、十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇硫酸钠能够改善混凝土拌合物的和易性和粘聚性，提高混凝土的流动性，在混凝土的拌和过程中，引入大量均匀分布且闭合稳定的微小气泡，改善混凝土的坍落度，提高匀质性。

进一步地，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、乳化硅油中的一种或几种的混合物。

通过采用上述技术方案，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和乳化硅油能够提高混凝土的分散性，有效控制混凝土浆体内的泡沫，使混凝土致密光亮，从而提高混凝土的抗渗性能。

进一步地，所述水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，3d抗压强度28.6MPa，28d抗压强度为48.7MPa。

通过采用上述技术方案，使用P.O42.5硅酸盐水泥，强度高，水灰比较小，且硅酸盐水泥不易发生泌水，硬化后，混凝土密度较大，孔隙较少，抗冻性能较好。

进一步地，所述砂子为II区级配砂，细度目数为2.5-2.7，表观密度为2500-2700kg/m³，堆积密度为1400-1600kg/m³，含泥量为0.2-0.7％，氯离子质量百分比为0.00015-0.00019％。

通过采用上述技术方案，使用II区级配砂，砂子粗细适宜，有较好的工作性，施工和易性好，易搅拌，粗砂之间没有形成骨架，细砂填充于粗砂之间的孔隙内，提高混凝土的密实度，减少混凝土离析、泌水，提高和易性。

进一步地，所述碎石的粒径为5-25mm，针片状颗粒含量为4-6％，表观密度为2500-2700kg/m³，堆积密度为1400-1600kg/m³，含泥量为0.1-0.3％。

通过采用上述技术方案，碎石中针片状颗粒含量适宜，能够有效提高混凝土的强度，碎石粒径合理，避免颗粒较大，造成碎石之间的孔隙较大，造成混凝土强度较低，提高混凝土的抗渗和抗冻性能。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，包括以下步骤：

第一拌合物制备：将水泥、粉煤灰、砂子、碎石进行搅拌，充分混合，制得第一拌合物；

第二拌合物制备：将外加剂、膨胀剂和防冻剂加入水中，混合均匀，制得第二拌合物；

成品制备：将第二拌合物加入到第一拌合物中，充分搅拌15-30min，即制得抗渗抗冻C30混凝土。

通过采用上述技术方案，首先将水泥、粉煤灰、砂子。碎石进行干拌，使得原料拌和均匀，再将混合有外加剂、膨胀剂和防冻剂的水，与干料拌合物混合，操作简单方便，可使原料混合均匀。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、由于本发明采用在硬脂酸钙、硫酸铝钙和聚乙烯纤维表面包覆氧化钙和石膏的熔融体，形成一层憎水层，防止水分进入混凝土内部，从而提高混凝土的抗渗性能，且混凝土内部没有水分的进入，不会有冰晶对混凝土内部造成破坏，因此可同时提高混凝土的抗冻性，且同时在膨胀剂中添加了聚乙烯纤维，可以在混凝土内部起到拉伸作用，防止混凝土内部产生裂缝，对混凝土有抗冻融效果。

第二、本发明中由于在膨胀剂中添加丙烯酸酯乳液和荷叶疏水剂，能够在膨胀料的表面形成一层疏水膜，不仅提高了混凝土的抗渗性，还提高了混凝土的抗冻性。。

第三、本发明由于在防冻剂中添加橡胶粉，橡胶粉是弹性体，能够缓解静水压力，提高混凝土的抗冻性能，且木质磺酸钠能够向混凝土内部引入微小的气泡，与明矾石粉配合，降低毛细管作用，提高混凝土的抗渗性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

膨胀剂的制备例1-3

制备例1-3中丙烯酸乳液选自山东豪耀新材料有限公司出售的YC-8813型丙烯酸乳液、荷叶疏水剂选自广州昂迪化工有限公司出售的AD-SS型荷叶疏水剂，松香选自衡水泽浩橡胶化工有限公司出售的145#型松香树脂、石膏选自锡山区东北塘共鸣建材厂出售的货号为95的石膏粉、聚乙烯纤维选自南通科嘉纺织纤维制品有限公司出售的UHMPE型聚乙烯纤维。

制备例1：(1)按照表1中的配比，将5kg氧化钙和10kg石膏加热至1300℃，混合均匀，加入1kg硬脂酸钙、5kg硫铝酸钙和1kg聚乙烯纤维进行粉磨，研磨至粒径为0.1mm；(2)将50kg乙醇加热至50℃，将20kg松香加入到乙醇中，搅拌，使松香溶解，将溶解的松香、10kg丙烯酸乳液和5kg荷叶疏水剂加入到步骤(1)所得物中，混合均匀后烘干，研磨成粉0.05mm。

表1制备例1-3中膨胀剂的原料配比

制备例2：(1)按照表1中的配比，将8kg氧化钙和13kg石膏加热至1400℃，混合均匀，加入3kg硬脂酸钙、8kg硫铝酸钙和3kg聚乙烯纤维进行粉磨，研磨至粒径为0.15mm；

(2)将65kg乙醇加热至55℃，将25kg松香加入到乙醇中，搅拌，使松香溶解，将溶解的松香、13kg丙烯酸乳液和8kg荷叶疏水剂加入到步骤(1)所得物中，混合均匀后烘干，研磨成粉0.06mm。

制备例3：(1)按照表1中的配比，将10kg氧化钙和15kg石膏加热至1500℃，混合均匀，加入5kg硬脂酸钙、10kg硫铝酸钙和5kg聚乙烯纤维进行粉磨，研磨至粒径为0.2mm；

(2)将70kg乙醇加热至60℃，将30kg松香加入到乙醇中，搅拌，使松香溶解，将溶解的松香、15kg丙烯酸乳液和10kg荷叶疏水剂加入到步骤(1)所得物中，混合均匀后烘干，研磨成粉0.08mm。

防冻剂的制备例4-6

制备例4-6中橡胶粉选自四川中能橡胶粉有限责任公司出售的粒径为1-2mm型的橡胶粉，明矾石粉选自合肥航成建材有限公司出售的FS型明矾石粉。

制备例4：(1)按照表2中的配比，将50kg水加热至60℃，然后在搅拌的状态下，依次加入15kg甘油和10kg橡胶粉，混合均匀，得到混合体系A；

(2)将混合体系A的温度降至35℃，在搅拌的条件下加入1kg木质素磺酸钙、5kg硫酸钠和5kg明矾石粉，混合均匀后，放入烘箱中在70℃下烘干30min，得到混合体系B，明矾石粉的粒径为0.2mm；

(3)在混合体系B中加入10kg乙二醇，研磨20min，研磨至粒径为0.05mm，加入1kg质量分数为5％的碳酸钠溶液，混合均匀。

表2制备例4-6中防冻剂的原料配比

制备例5：(1)按照表2中的配比，将75kg水加热至70℃，然后在搅拌的状态下，依次加入18kg甘油和13kg橡胶粉，混合均匀，得到混合体系A；

(2)将混合体系A的温度降至40℃，在搅拌的条件下加入3kg木质素磺酸钙、8kg硫酸钠和8kg明矾石粉，混合均匀后，放入烘箱中在75℃下烘干40min，得到混合体系B，明矾石粉的粒径为0.3mm；

(3)在混合体系B中加入13kg乙二醇，研磨25min，研磨至粒径为0.06mm，加入3kg质量分数为8％的碳酸钠溶液，混合均匀。

制备例6：(1)按照表2中的配比，将100kg水加热至80℃，然后在搅拌的状态下，依次加入20kg甘油和15kg橡胶粉，混合均匀，得到混合体系A；

(2)将混合体系A的温度降至50℃，在搅拌的条件下加入5kg木质素磺酸钙、10kg硫酸钠和10kg明矾石粉，混合均匀后，放入烘箱中在80℃下烘干50min，得到混合体系B，明矾石粉的粒径为0.4mm；

(3)在混合体系B中加入15kg乙二醇，研磨30min，研磨至粒径为0.07mm，加入5kg质量分数为10％的碳酸钠溶液，混合均匀。

实施例

以下实施例中水泥选自象山海螺水泥有限责任公司，砂子选自广州忠远其贸易有限公司，粉煤灰选自灵寿县海滨矿产品贸易有限公司、碎石选自慈溪磊源矿业有限公司、聚羧酸减水剂选自江西格雷斯科技股份有限公司出售的GNS-101型聚羧酸减水剂，防水剂选自云南武定东方化工厂出售的R-60建筑防水剂。

实施例1：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，包括以下步骤：

第一拌合物制备：按照表3中的配比，将300kg水泥、40kg粉煤灰、710kg砂子、1060kg碎石进行搅拌，充分混合，制得第一拌合物；

其中水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，3d抗压强度28.6MPa，28d抗压强度为48.7MPa，粉煤灰为II级粉煤灰，砂子为II区级配砂，细度目数为2.5，表观密度为2500kg/m³，堆积密度为1400kg/m³，含泥量为0.2％，氯离子质量百分比为0.00015％，碎石的粒径为5mm，针片状颗粒含量为4％，表观密度为2500kg/m³，堆积密度为1400kg/m³，含泥量为0.1％；

第二拌合物制备：将6.2kg外加剂、1kg膨胀剂和1kg防冻剂加入140kg水中，混合均匀，制得第二拌合物；

其中外加剂由250kg聚羧酸减水剂、15kg葡萄糖酸钠、0.08kg引气剂、0.1kg消泡剂、0.13kg防水剂混合制成，引气剂为松香树脂，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，膨胀剂由制备例1制备而成，防冻剂由制备例4制备而成；

成品制备：将第二拌合物加入到第一拌合物中，充分搅拌15min，即制得抗渗抗冻C30混凝土。

表3实施例1-5中抗渗抗冻C30混凝土的原料配比

实施例2-5：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，混凝土的原料配比如表3所示。

实施例6：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，第一拌合物的制备中，砂子的细度目数为2.6，表观密度为2570kg/m³，堆积密度为1500kg/m³，含泥量为0.5％，氯离子质量百分比为0.00018％，碎石的粒径为15mm，针片状颗粒含量为5％，表观密度为2680kg/m³，堆积密度为1510kg/m³，含泥量为0.2％；

第二拌合物制备中外加剂由280kg聚羧酸减水剂、20kg葡萄糖酸钠、0.1kg引气剂、0.3kg消泡剂、0.15kg防水剂混合制成，引气剂为十二烷基苯磺酸钠，消泡剂为聚氧丙烯甘油醚，膨胀剂由制备例2制备而成，防冻剂由制备例5制备而成；

成品制备中第一拌合物和第二拌合物的搅拌时间为20min。

实施例7：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，第一拌合物的制备中，砂子的细度目数为2.7，表观密度为2700kg/m³，堆积密度为1600kg/m³，含泥量为0.7％，氯离子质量百分比为0.00019％，碎石的粒径为25mm，针片状颗粒含量为6％，表观密度为2700kg/m³，堆积密度为1600kg/m³，含泥量为0.3％；

第二拌合物制备中外加剂由300kg聚羧酸减水剂、25kg葡萄糖酸钠、0.12kg引气剂、0.5kg消泡剂、0.18kg防水剂混合制成，引气剂为脂肪醇硫酸钠，消泡剂为乳化硅油，膨胀剂由制备例3制备而成，防冻剂由制备例6制备而成；

成品制备中第一拌合物和第二拌合物的搅拌时间为30min。

对比例对比例1：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，膨胀剂中未添加丙烯酸乳液和荷叶疏水剂。

对比例2：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，膨胀剂中未添加聚丙烯纤维。

对比例3：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，膨胀剂中未添加松香。

对比例4：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，防冻剂中未添加橡胶粉。

对比例5：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，防冻剂中未添加明矾石粉。

对比例6：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，防冻剂中未添加木质素磺酸钙。

对比例7：一种抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，防冻剂中未添加甘油和乙二醇。

性能检测试验一、抗渗抗冻C30混凝土抗渗性能的测试：按照实施例1-7和对比例1-7中的方法制备抗渗抗冻C30混凝土，并按照以下方法检测混凝土的各项性能：

1、坍落度和扩展度：按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能测试方法标准》进行测试；

2、竖向膨胀率：按照GB50119-2013《混凝土外加剂应用规范》进行测试；

3、含气量按照JG/T246-2009《混凝土含气量测定仪》进行测试；

4、匀质系数：按照DLT5150-2001《水工混凝土试验规程》中混凝土拌合物拌合匀质性试验测试匀质性，并以其中固定的用先后出机取样混凝土的28D抗压强度和差值和砂浆表观密度的差值评定；

5、泌水率：按照GB50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行检测，检测结果如表4所示。

表4实施例1-7和对比例1-7制得的抗渗抗冻C30混凝土的性能检测结果

由表4中数据抗压看出，按照实施例1-7中方法制备的抗渗抗冻C30混凝土，具有较高的坍落度和扩展度，且扩展度均大于700mm以上，含气量高，说明气泡间距值小，且竖向膨胀率低，泌水率小，说明按照实施例1-7中方法制备的抗渗抗冻C30混凝土具有抗渗性能和抗冻性能好且的优点。

对比例1因膨胀剂中未添加丙烯酸乳液和荷叶疏水剂，混凝土的坍落度、扩展度较差，含气量少，且竖向膨胀率较高，抗压强度和抗折强度与实施例1相比无较大变化，说明丙烯酸乳液和荷叶疏水剂能够提高混凝土的抗渗性能和抗冻性能；对比文件2因膨胀剂中未添加聚丙烯纤维，混凝土的坍落度、扩展度等与实施例1相比，相差较大，且含气量和泌水率较小，抗压强度和抗折强度与实施例1相比较小，说明聚丙烯纤维能够提高混凝土的抗渗性能和抗冻性能；对比例3因膨胀剂中未添加松香，混凝土的坍落度扩展度与实施例1相比无较大变化，而泌水率、含气量和竖向膨胀率与实施例1相比相差较大，说明松香能够提高混凝土的抗渗性能；对比例4因防冻剂中未添加橡胶粉，混凝土的各项性能与实施例1相比相差较大，说明在防冻剂中添加橡胶粉能够提高混凝土的含气量，缩小混凝土的竖向膨胀率，提高混凝土抗渗性，防止混凝土离析泌水；对比例5因防冻剂中未添加明矾石粉，混凝土的含气量较低，且泌水率较大，说明在防冻剂中添加矾石粉能够提高混凝土的抗渗性能；对比例6因防冻剂中未添加木质素磺酸钙，混凝土的各项性能与实施例1相比，性能较差，说明木质素磺酸钙能够提高混凝土的抗渗性能，对比例7因防冻剂中未添加甘油和乙二醇，混凝土的各项性能与实施例1相差不大，说明甘油和乙二醇对混凝土的含气量、泌水率等性能无较大影响。

二、抗渗抗冻C30混凝土的抗冻融性能测试：按照实施例1-7和对比例1-7中的方法制备抗渗抗冻C30混凝土，将混凝土浆体倒入相同规模的成型模具中，将成型模具放置在标准环境下静置养护24小时，然后拆模，将混凝土块移动至标准养护室，置于室内标准环境下养护28d或者56d，将混凝土块按照ASTM/C《混凝土快速冻融能力的标准试验方法》测试混凝土的抗冻融能力，按照FB50010-2010《混凝土结构设计规范》测试混凝土的冰冻疲劳，测试结果如表5所示。

表5实施例1-7和对比例1-7中自密实抗冻融混凝土的抗冻融性能测试

由表5中数据可以看出，按照实施例1-7制得的抗渗抗冻C30混凝土具有良好的抗冻性能，且在300次抗冻融循环后，抗压强度、动弹模量和质量损失率均较小，10万次冰冻疲劳下的抗折强度损失率也较小，说明按照实施例1-6中方法制备的自密实抗冻融混凝土具有良好的抗冻融效果。

对比例1因膨胀剂中未添加丙烯酸乳液和荷叶疏水剂，不能使混凝土内部形成疏水膜，混凝土的抗冻性与实施例1相比较差，说明丙烯酸乳液和荷叶疏水剂能够提高混凝土的抗冻性能；对比文件2因膨胀剂中未添加聚丙烯纤维，混凝土的抗冻效果较差，在300次抗冻融循环后，抗压强度相差和动弹模量损失率较大，说明聚丙烯纤维能够提高混凝土的抗冻性能；对比例3因膨胀剂中未添加松香，不能在膨胀率上形成憎水层，不能防止水分进入，混凝土的抗冻性较差，说明松香能够提高混凝土的抗渗性能和抗冻性能；对比例4因防冻剂中未添加橡胶粉，不能在混凝土内部缓解静水压力，混凝土的抗冻融效果较差，说明在防冻剂中添加橡胶粉能够提高混凝土的抗冻性能；对比例5因防冻剂中未添加明矾石粉，混凝土在300次冻融后抗压强度和动弹模量损失较大，说明在防冻剂中添加矾石粉能够提高混凝土的抗冻性能；对比例6因防冻剂中未添加木质素磺酸钙，混凝土的抗冻融效果较差，说明木质素磺酸钙能够提高混凝土的抗冻性能，对比例7因防冻剂中未添加甘油和乙二醇，混凝土在300次冻融后，抗压强度损失率和动弹模量损失率较大，说明甘油和乙二醇能够提高混凝土的抗冻性能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种抗渗抗冻C30混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：300-380份水泥、40-55份粉煤灰、6.2-6.8份外加剂、710-750份砂子、1060-1100份碎石、140-190份水、1-5份膨胀剂、1-3份防冻剂；

所述膨胀剂包括以下重量份的组分：10-15份石膏、5-10份氧化钙、1-5份硬脂酸钙、5-10份硫铝酸钙、20-30份松香、50-80份乙醇、10-15份丙烯酸乳液、1-5份聚乙烯纤维、5-10份荷叶疏水剂；

所述防冻剂包括以下重量份的组分：15-20份甘油、10-15份橡胶粉、5-10份明矾石粉、1-5份木质素磺酸钙、5-10份硫酸钠、10-15份乙二醇、50-100份水、1-5份质量分数为5-10%的碳酸钠溶液。

2.根据权利要求1所述的抗渗抗冻C30混凝土，其特征在于，所述膨胀剂由以下方法制备而成：（1）将氧化钙和石膏加热至1300-1500℃，混合均匀，加入硬脂酸钙、硫铝酸钙和聚乙烯纤维进行粉磨，研磨至粒径为0.1-0.2mm；

（2）将乙醇加热至50-60℃，将松香加入到乙醇中，搅拌，使松香溶解，将溶解的松香、丙烯酸乳液和荷叶疏水剂加入到步骤（1）所得物中，混合均匀后烘干，研磨成粉0.05-0.08mm。

3.根据权利要求1所述的抗渗抗冻C30混凝土，其特征在于，所述防冻剂由以下方法制备而成：（1）将水加热至60-80℃，然后在搅拌的状态下，依次加入甘油和橡胶粉，混合均匀，得到混合体系A；

（2）将混合体系A的温度降至35-50℃，在搅拌的条件下加入木质素磺酸钙、硫酸钠和明矾石粉，混合均匀后，放入烘箱中在70-80℃下烘干30-50min，得到混合体系B；

（3）在混合体系B中加入乙二醇，研磨20-30min，加入碳酸钠溶液，混合均匀。

4.根据权利要求1所述的抗渗抗冻C30混凝土，其特征在于，所述外加剂包括250-300份聚羧酸减水剂、15-25份葡萄糖酸钠、0.08-0.12份引气剂、0.1-0.5份消泡剂、0.13-0.18份防水剂。

5.根据权利要求1所述的抗渗抗冻C30混凝土，其特征在于，所述引气剂为松香树脂、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的抗渗抗冻C30混凝土，其特征在于，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、乳化硅油中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的抗渗抗冻C30混凝土，其特征在于，所述水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，3d抗压强度28.6MPa，28d抗压强度为48.7MPa。

8.根据权利要求1所述的抗渗抗冻C30混凝土，其特征在于，所述砂子为II区级配砂，细度目数为2.5-2.7，表观密度为2500-2700kg/m³，堆积密度为1400-1600kg/m³，含泥量为0.2-0.7%，氯离子质量百分比为0.00015-0.00019%。

9.根据权利要求1所述的抗渗抗冻C30混凝土，其特征在于，所述碎石的粒径为5-25mm，针片状颗粒含量为4-6%，表观密度为2500-2700kg/m³，堆积密度为1400-1600kg/m³，含泥量为0.1-0.3%。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的抗渗抗冻C30混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一拌合物制备：将水泥、粉煤灰、砂子、碎石进行搅拌，充分混合，制得第一拌合物；

第二拌合物制备：将外加剂、膨胀剂和防冻剂加入水中，混合均匀，制得第二拌合物；

成品制备：将第二拌合物加入到第一拌合物中，充分搅拌15-30min，即制得抗渗抗冻C30混凝土。